Процесс биосинтеза белка в клетке этапы, трансляция, транскрипция, генетический код (Таблица)
Биосинтез белка — это процесс состоящий из множества стадий синтеза и созревания белков, который протекает в живых организмах. В биосинтезе белка выделяют два основных этапа: синтез полипептидной цепи из аминокислот, происходящий на рибосомах с участием молекул и-РНК и т-РНК (трансляция), и посттрансляционные модификации полипептидной цепи. Процесс биосинтеза белка требует значительных затрат энергии. Синтез каждого конкретного белка определяется участком ДНК (геном) с определенной последовательностью нуклеотидов.
Наследственная информация, заключенная в ДНК, передается по наследству с помощью репликации (удвоение). Генетическая информация, записанная в виде последовательности нуклеотидов ДНК, в процессе транскрипции переписывается в нуклеотидную последовательность РНК, которая, в свою очередь, определяет последовательность аминокислот соответствующей белковой молекулы. Из-за ядерной оболочки в клетках человека (и других эукариот) процессы транскрипции и трансляции проходят в разных структурах и разделены во времени.
Биосинтез белка этапы таблица
|
Этапы биосинтеза белка |
Описание протекания этапов |
|
Транскрипция Синтез и-РНК (происходит В ядре) |
Транскрипция - это синтез молекулы РНК с последовательностью оснований, комплементарной участку В клетках существует три типа РНК: Информационная (и-РНК) - переносит информацию о нуклеотидной последовательности ДНК к рибосомам Рибосомная (р-РНК) - в комплексе с рибосомными белками образует малые и большие субъединицы рибосом. Из этих субъединиц в присутствии цитоплазматических факторов инициации и зрелой и-РНК собираются рибосомы. Транспортные (т-РНК) - выполняют двойную функцию: они присоединяют молекулу аминокислоты, транспортируют ее к рибосоме и узнают триплет, соответствующий этой аминокислоте в молекуле и-РНК. |
|
Соединение аминокислот с молекулами т-РНК (в цитоплазме) |
Т-РНК состоит из 70-80 нуклеотидов. В цепочке т-РНК имеются нуклеотидные звенья, комплементарные друг другу. При сближении они слипаются, образуя структуру, напоминающую лист клевера. К «черешку присоединяется» определенная аминокислота, а на «верхушке» кодовый триплет нуклеотидов, соответетвующий определенной аминокислоте. Для каждой из 20 аминокислот существует своя т-РНК. |
|
«Сборка белка» (происходит в рибосомах) |
и-РНК из ядра направляется к рибосомам, на одной молекуле и-РНК одновременно располагаются несколько рибосом. Этот комплекс называется полирибосомой, что обеспечивает одновременный синтез большого количества одинаковых молекул белка. т-РНК с прикрепленными к ним аминокислотами подходят к рибосомам и своим кодовым концом дотрагиваются до триплета нуклеотидов и-РНК, которая проходит в этот момент через рибосому. В это время противоположный конец т-РНК с аминокислотой попадает в место «сборки белка» и, если кодовый триплет т-РНК окажется комплементарным триплету и-РНК, находящемуся в данный момент в рибосоме, аминокислота отделяется от т-РНК и попадает в состав белка, а рибосома делает «шаг» на один триплет по и-РНК . Отдав аминокислоту, т-РНК покидает рибосому, ей на смену приходит другая, с иной аминокислотой; составляется следующее звено в строящейся белковой молекуле. Трансляция - перенос информации о структуре белка (последовательность расположенных аминокислот) с гена ДНК на и-РНК. Когда синтез молекулы белка закончен, рибосома сходит с и-РНК, образовавшийся белок поступает в ЭПС и через нее в другие части клетки, а рибосома поступает на другую и-РНК и участвует в синтезе другого белка Кодон - три азотистых основания (триплет) в РНК или ДНК. |
Схема процесса биосинтеза белка
Генетический код
ДНК состоит из генов (специфические последовательности оснований, кодирующие конкретные белки), регуляторов («включают» и «выключают» гены) и некодирующих последовательностей - больших отрезков с неясной функцией (избыточная ДНК).
Генетический код, основан на триплетах, или кодонах, - три нуклеотида определяют присоединение к полипептидной цепи одной аминокислоты
Свойства генетического кода
|
Признак |
Свойства генетического кода |
|
Триплетен |
Генетический код, основан на триплетах, или кодонах, - три нуклеотида определяют присоединение к полипептидной цепи одной аминокислоты |
|
Вырожден |
Большинство аминокислот кодируются более чем одним триплетом. Одна и та же аминокислота может кодироваться разными триплетами, но первые два нуклеотида для них всегда одинаковы. Всего в генетическом коде есть 64 кодона, три из которых (UAA, UGA и UAG) являются стоп-кодонами, завершающими синтез полипептидной цепи. |
|
Не перекрывается |
Генетический код не перекрывается, хотя в нем отсутствуют знаки, отделяющие один триплет от другого |
|
Универсален |
у всех живых организмов, а также вирусы и бактерии, одинаковые кодоны (триплеты) кодируют одинаковые аминокислоты. |
На таблице ниже показаны положение азотистого основания в кодоне. Триплетные комбинации азотистых оснований и-РНК (U, C, A, G) определяют аминокислоты. Звездочкой обозначены стартовые кодоны. Триплеты ochre, amber и opal действуют как стоп-кодоны.
_______________
Источник информации:
1. Общая биология / Левитин М. Г. — 2005.
2. Биология для поступающих в вузы / Г.Л. Билич, В.А. Крыжановский. — 2008.
3. Биохимия в схемах и таблицах / И. В. Семак - Минск — 2011.
